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EP0819227B1 - Systeme a boite de vitesses mecanique robotisee comprenant des moyens de commande perfectionnes a l'arret du vehicule - Google Patents

Systeme a boite de vitesses mecanique robotisee comprenant des moyens de commande perfectionnes a l'arret du vehicule Download PDF

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Publication number
EP0819227B1
EP0819227B1 EP96912060A EP96912060A EP0819227B1 EP 0819227 B1 EP0819227 B1 EP 0819227B1 EP 96912060 A EP96912060 A EP 96912060A EP 96912060 A EP96912060 A EP 96912060A EP 0819227 B1 EP0819227 B1 EP 0819227B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fact
gear
control
vehicle
driver
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP96912060A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0819227A2 (fr
Inventor
Adriana Le Van
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli France SAS
Original Assignee
Magneti Marelli France SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magneti Marelli France SAS filed Critical Magneti Marelli France SAS
Publication of EP0819227A2 publication Critical patent/EP0819227A2/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0819227B1 publication Critical patent/EP0819227B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F16H61/0204—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal
    • F16H61/0213—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal characterised by the method for generating shift signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/12—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/40—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
    • F16H63/50—Signals to an engine or motor
    • F16H63/502—Signals to an engine or motor for smoothing gear shifts

Definitions

  • the present invention relates to the field of boxes gears for motor vehicles.
  • the ratio gear engaged is chosen unequivocally by the driver, using a suitable lever and gear switching or selection are controlled mechanically and directly by the lever.
  • a module automatically controls the gearbox both in a sense of evolution of relationships than in the other, that is to say both in the upward direction of the gear ratios as in the downward direction of these, without the driver being able to impose a precise choice of gear.
  • FIG. 1 The general structure is shown diagrammatically in FIG. 1 appended classic of such a robotic mechanical gearbox system.
  • These systems include mechanical gearboxes conventional 10 provided with actuators 20, generally actuators or fluid servo-controls, capable of acting on the gearbox 10 for execute report changes on the basis of orders issued by a control assembly 30.
  • This control assembly 30 includes a control lever 32 with manual actuation and transducers control 34 sensitive to movement of the control lever 32 for define gearshift orders.
  • the control assembly 30 is associated with an electronic module 40 which receives the aforementioned passage orders generated by the transducers of control 34.
  • the electronic module 40 controls the actuators 20 associated with the gearbox 10.
  • the electronic module 40 is connected to sensors, for example a vehicle speed sensor 50, so that the electronic module 40 controls the execution by the actuators 20 of the passage orders issued by the control assembly 30 depending on the vehicle speed. For this, the electronic module 40 apply the orders from the control assembly 30, on the actuators 20, provided that these orders are compatible with vehicle operating conditions.
  • the driver thus remains in control of the gear ratio engaged, since it acts on lever 32 to request a change of this report (in the direction of an increase in report or in the direction of a gear down, or even a request in reverse).
  • the electronic module 40 manages the whole system and only authorizes gear change only if the vehicle's operational conditions are consistent with this change.
  • EP-A-0584984 describes a control device for a box semi-automatic or automatic vehicle speed mechanics in which a gear preset start is engaged automatically if the vehicle speed is less than a given value.
  • the present invention now aims to improve the systems of robotic mechanical gearbox.
  • a robotic mechanical gearbox system characterized in that it comprises suitable means for controlling the automatic engagement of the first gear when the system detects that the vehicle has stopped, engine running, with a gear ratio different from neutral or reverse position.
  • a robotic mechanical gearbox system characterized in that it comprises means adapted to manage and detect a low grip mode of the wheels of the vehicle and impose during such detection a management capable of ensuring variations minimum engine torque transmitted to the wheels.
  • the electronic module 400 can be connected to a simple sensor 120 engine rotation speed so that the module electronic 400 controls execution by actuators 200, 202 and 204 gearbox change orders issued by all control 300, depending on engine speed.
  • the electronic module 400 is also directly connected to the engine management computer 500.
  • the module 400 can thus benefit from the information available on the 500 computer (in particular instantaneous engine torque, engine speed - i.e. engine speed - and engine speed out of the box) and also control it to manage the torque engine, for example by acting on the throttle valve control 510 or on the injection control. Especially during gearbox gear changes, the 400 module controls the computer 500 so that the latter performs engine management in terms of rotation speed or torque supplied to avoid backlash or vibration during gear changes.
  • the 500 computer in particular instantaneous engine torque, engine speed - i.e. engine speed - and engine speed out of the box
  • the 400 module controls the computer 500 so that the latter performs engine management in terms of rotation speed or torque supplied to avoid backlash or vibration during gear changes.
  • the gear lever 320 activated by the driver, transmits the request from the driver to the computer 400, via the sensors 340. After having analyzed the legitimacy of the driver's request, the 400 module proceeds at the change of report thus requested.
  • the module 400 controls the solenoid valves 216 for controlling clutch, selection and engagement, and dialogue with the 500 computer engine control for proper management of torque and speed engine during gear change.
  • Orders are confirmed by 206 position sensors on cylinders 200, 202 and 204, and speed sensors 102 and 120 motor rotation, gearbox input and output 100.
  • the absolute ratio engaged in the box 100 is displayed on display 410.
  • the module 400 has means 420 adapted to control a automatic operating mode of the gear change gearbox 100.
  • the means 420 When the means 420 are activated, the passages of gear or gear change are initiated and triggered by the module 400 itself and not by the driver.
  • the means 420 preferably comprise a memory which stores the information necessary to ensure gearbox changes, especially the maps of passages depending on the position of the accelerator pedal 520, the engine speed and vehicle speed.
  • the quality of the gear change in this operating mode in automatic takes into account that the system acts on a box of traditional mechanical gears with discreet reports.
  • the means 420 of the module 400 preferably allow the storage of three families of fixed maps corresponding to driving conditions: economical, comfort and sport but do not allow not self-adaptive management of these.
  • the selection between these three mapping families is done by the driver for example using a selection button.
  • switching to automatic mode can be done a) either manually using a command 322 available to the driver, b) either automatically.
  • the command 322 made available to the driver is preferably formed by a monostable button, placed for example on the lever 320. By activating this command 322, the driver can decide to switch to automatic mode.
  • the activation of command 322 defines a transient automatic regime. That is to say that the module 400 acquires the automatic gear change control only after activation of command 322. Furthermore, module 400 maintains the automatic operating mode as long as the driver does not act on the gearshift control lever 320 and cancels this mode automatic operation upon such actuation of the lever 320.
  • the advantage of using a monostable button for automatic mode control is notably that the driver should not not perform several operations to return to manual mode.
  • the 400 module abandons a possible gear change that is take place when the lever 320 is actuated.
  • the system retains the previously existing operating mode.
  • Automatic switch to operating mode automatic is decided by a subset of the means 420 when the module 400 no longer recognizes requests from the driver, expressed by actuation of lever 320.
  • the automatic mode is preferably a mode degraded operation in which the module 400 limits the gearbox change permissions, for example in authorizing only passages up to 3rd gear for a gearbox at 5 speeds.
  • a degraded mode is in particular an incentive for the driver to go to a maintenance workshop to identify and repair the causes of the failure to recognize orders from transducers 340.
  • the module 400 has means 430 adapted for control automatic engagement of first gear when the system detects vehicle stop, engine 110 running, with report gearbox different from neutral or reverse position.
  • These means 430 allow in particular during a stop, by example at a traffic light, an immediate start, modulated by the accelerator pedal 520.
  • the system further comprises a device 440, for example an acoustic device, adapted to warn the driver of dangerous situations, for example of the stationary vehicle, engine type turning with the first engaged and the vehicle door open.
  • a device 440 for example an acoustic device, adapted to warn the driver of dangerous situations, for example of the stationary vehicle, engine type turning with the first engaged and the vehicle door open.
  • the system considers that the vehicle is stopped when the engine speed (detected by sensor 120) and the input and output speeds gearbox output 100 (detected by sensors 102) are below a threshold minimum for a predefined time T.
  • This parameter T can be configured differently depending on the presence or not from an ABS system.
  • the time T will be longer so as not to confuse the stopping of the vehicle with a period skating wheels blocked on ice for example.
  • the module 400 has means 450 adapted to detect a low grip mode of the vehicle wheels and impose, during such detection, management by the module 400 capable of ensuring variations minimum engine torque transmitted to the wheels.
  • the means 450 are preferably adapted for automatically impose the change from second speed to stop vehicle when low grip conditions are detected.
  • Torque discharge / delivery times and declutch / clutch will be longer compared to grip mode normal and different (longer) in retrograde compared to soaring gear changes.
  • Switching to low grip mode can be done either a) manually, by actuation of an appropriate command 323 by the driver, or b) automatically.
  • the control 323 preferably consists of a bistable button with two positions: a first position corresponding to a mode of low grip operation and a corresponding second position to a normal operating mode.
  • the means 450 When the means 450 detect the passage of the command 323 in the first position, i.e. they detect the so-called low mode grip of the wheels, they directly initiate the management capable of ensuring minimum variations in engine torque transmitted to the wheels.
  • the means 450 have a sub-assembly adapted for detect a "locked wheels" situation, for example by scanning a corresponding output on an ABS computer, and control accordingly automatically switching to low grip mode.
  • the return to mode normal adhesion can be done either a) manually using the command 323 (for this the driver acts on the button 323 for the return to second position), or b) automatically (in this case the module 400 automatically returns the system to normal mode when it no longer receives a "locked wheels" signal),
  • the clutch associated with the motor 110 is checked in closed loop by the module 400 according to a PI type algorithm (Full proportional), in accordance with the control diagram illustrated on the figure 6.
  • PI type algorithm Fral proportional
  • Low grip mode is obtained by giving values suitable for the parameters ⁇ ⁇ rif and X ⁇ rif so that the clutch closes more slowly and ensures minimum torque variations engine transmitted to the wheels.

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  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un système à boite de vitesses mécanique robotisée caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (430) adaptés pour commander l'engagement automatique de la première vitesse lorsque le système détecte l'arrêt du véhicule, moteur (110) tournant, avec un rapport de boite différent de la position point mort ou marche arrière.

Description

La présente invention concerne le domaine des boítes de vitesses pour véhicules automobiles.
On sait qu'il existe aujourd'hui, sur le marché, des véhicules équipés de boítes de vitesses dites mécaniques et des boítes de vitesses dites automatiques.
Dans le cas des boítes de vitesses mécaniques, le rapport d'engrenage engagé est choisi de façon univoque par le conducteur, à l'aide d'un levier adapté et les commutations ou sélections d'engrenages sont commandées mécaniquement et directement par le levier.
En revanche, dans le cas des boítes de vitesses automatiques, le conducteur n'a accès, par le biais d'un levier, qu'au choix d'un mode de conduite avant (petite ou grande vitesse) ou arrière et les positions point mort ou point neutre (parfois dénommées "position garage"). Sur cette base, un module pilote automatiquement la boíte de vitesses tant dans un sens d'évolution des rapports que dans l'autre, c'est-à-dire tant dans le sens montée des rapports de vitesse que dans le sens de descente de ceux-ci, sans que le conducteur ne puisse alors imposer un choix précis de rapport.
Les boítes de vitesses automatiques sont assez bien admises par certains conducteurs. Toutefois, les boítes de vitesses automatiques ne font pas l'unanimité. En particulier, le marché latin accepte assez peu celles-ci.
Depuis quelques années, certaines sociétés ont proposé des véhicules équipés de boítes de vitesses dites mécaniques robotisées.
On a schématisé sur la figure 1 annexée la structure générale classique d'un tel système à boíte de vitesses mécanique robotisée.
Ces systèmes comprennent des boítes de vitesses mécaniques classiques 10 munies d'actionneurs 20, généralement des actionneurs ou servo-commandes à fluide, aptes à agir sur la boíte de vitesses 10 pour exécuter des changements de rapport sur la base d'ordres émis par un ensemble de commande 30. Cet ensemble de commande 30 comprend un levier de commande 32 à actionnement manuel et des transducteurs de contrôle 34 sensibles au déplacement du levier de commande 32 pour définir des ordres de passage des rapports de la boíte de vitesses. L'ensemble de commande 30 est associé à un module électronique 40 qui reçoit les ordres de passages précités générés par les transducteurs de contrôle 34. Le module électronique 40 pilote les actionneurs 20 associés à la boíte de vitesses 10. En outre, généralement le module électronique 40 est relié à des capteurs, par exemple un capteur 50 de vitesse du véhicule, de sorte que le module électronique 40 contrôle l'exécution par les actionneurs 20 des ordres de passage émis par l'ensemble de commande 30 en fonction de la vitesse du véhicule. Pour cela, le module électronique 40 n'applique les ordres issus de l'ensemble de commande 30, sur les actionneurs 20, qu'à la condition que ces ordres soient compatibles avec les conditions opérationnelles du véhicule.
Le conducteur reste ainsi maitre du rapport de vitesses enclenché, puisqu'il agit sur le levier 32 pour demander un changement de ce rapport (dans le sens d'une montée de rapport ou dans le sens d'une descente de rapport, voire une demande en marche arrière). Cependant le module électronique 40 gère l'ensemble du système et n'autorise le changement de rapport que si les conditions opérationnelles du véhicule sont compatibles avec ce changement.
De tels systèmes de boíte de vitesses mécaniques robotisées offrent de nombreux avantages par rapport aux dispositions antérieures connues :
  • ils permettent d'améliorer le confort de conduite,
  • ils permettent de supprimer la pédale d'embrayage, comme dans le cas d'une boíte de vitesses automatique,
  • ils permettent le changement de vitesse à pédale d'accélérateur appuyée, lorsqu'une intégration avec le contrôle moteur est prévue,
  • ils autorisent un prix intermédiaire entre une boíte de vitesses mécanique et une boíte de vitesses automatique,
  • ils maintiennent entièrement le plaisir de conduite,
  • ils permettent d'améliorer les performances de consommation, de puissance, de fatigue du moteur, par rapport à une boíte de vitesses mécanique,
  • ils prolongent la durée de vie des différents organes,
  • ils permettent d'améliorer la sécurité de conduite par rapport à une boíte de vitesses mécanique, et
  • ils sont compatibles avec les boítes de vitesses mécaniques classiques.
Le document EP-A-0584984 décrit un dispositif de commande pour boíte mécanique de vitesse semi-automatique ou automatique de véhicule dans lequel un rapport prédéterminé de démarrage est engagé automatiquement si la vitesse du véhicule est inférieure à une valeur donnée.
Cependant, malgré tous ces avantages, les systèmes de boíte de vitesses mécaniques robotisées n'ont pas connu jusqu'ici le développement escompté.
La présente invention a maintenant pour but de perfectionner les systèmes de boíte de vitesses mécaniques robotisées.
Ce but est atteint selon la présente invention grâce à un système à boíte de vitesses mécanique robotisée caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens adaptés pour commander l'engagement automatique de la première vitesse lorsque le système détecte l'arrêt du véhicule, moteur tournant, avec un rapport de boíte différent de la position point mort ou marche arrière.
Ce but est atteint selon la présente invention grâce à un système à boíte de vitesses mécanique robotisée caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens adaptés pour piloter un mode de fonctionnement automatique du changement des rapports de la boíte de vitesses.
Ce but est atteint selon la présente invention grâce à un système à boíte de vitesses mécanique robotisée caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens adaptés pour gérer et détecter un mode basse adhérence des roues du véhicule et imposer lors d'une telle détection une gestion apte à assurer des variations minimum du couple moteur transmis aux roues.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaítront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels :
  • la figure 1 précédemment décrite représente schématiquement sous forme de blocs fonctionnels un système à boíte de vitesses mécanique robotisée conforme à l'état de la technique,
  • la figure 2 représente une vue schématique d'un système conforme à la présente invention,
  • la figure 3 représente un synoptique d'un système conforme à la présente invention,
  • la figure 4 représente un organigramme de fonctionnement en mode automatique conforme à la présente invention,
  • la figure 5 représente un exemple de cartographie de fonctionnement en mode automatique, et
  • la figure 6 représente un schéma de contrôle de l'embrayage.
On aperçoit sur la figure 2 annexée une vue générale du système à boíte de vitesses mécanique robotisée conforme à la présente invention, qui comprend principalement :
  • un moteur thermique 110,
  • une boíte de vitesses mécanique 100,
  • deux actionneurs ou vérins 200 et 202 placés sur le carter de la boíte de vitesses 100 pour assurer respectivement l'opération mécanique d'engagement/dégagement des rapports de boíte et l'opération mécanique de sélection de rapport de boíte,
  • un actionneur ou vérin 204 additionnel associé au système d'embrayage/débrayage pour contrôler celui-ci,
  • un ensemble de commande 300 qui comprend un levier de commande 320 à actionnement manuel et des transducteurs de contrôle 340 sensibles au déplacement du levier de commande 320 pour définir des ordres de passage des rapports de la boíte de vitesses,
  • un module électronique 400 qui reçoit les ordres de passages précités générés par les transducteurs de contrôle 340 et qui pilote les actionneurs 200, 202 et 204 associés à la boíte de vitesses 100 et à l'embrayage, via une centrale hydraulique 210.
Le module électronique 400 peut être relié à un simple capteur de vitesse 120 de rotation du moteur du véhicule de sorte que le module électronique 400 contrôle l'exécution par les actionneurs 200, 202 et 204 des ordres de changement de rapports de boíte, émis par l'ensemble de commande 300, en fonction du régime du moteur.
Cependant de préférence, le module électronique 400 est également relié directement au calculateur 500 de gestion du moteur.
Le module 400 peut ainsi bénéficier des informations disponibles sur le calculateur 500 (notamment couple moteur instantané, régime - c'est à dire vitesse de rotation - du moteur et vitesse de rotation en sortie de boíte) et également piloter ce dernier pour gérer le couple moteur, par exemple en agissant sur le commande du papillon d'admission d'air 510 ou encore sur le contrôle d'injection. En particulier pendant les changements de rapport de boíte de vitesses, le module 400 pilote le calculateur 500 de sorte que ce dernier effectue une gestion du moteur en des termes de régime de rotation ou de couple fourni pour éviter des contrecoups ou des vibrations durant les changements de vitesse.
La coopération entre le module 400 et le calculateur 500 contrôle de préférence chaque changement de rapport de boíte sous forme d'une séquence de quatre étapes suivantes :
  • 1) Dans une première étape, le module 400 demande au calculateur 500 de réduire le couple fourni par le moteur puis commande le débrayage,
  • 2) Dans une seconde étape, le module 400 dégage le rapport de boíte précédemment mis en oeuvre,
  • 3) Dans une troisième étape, le module 400 pilote la sélection, la synchronisation et l'engagement du nouveau rapport de boíte sélectionné, (dans les boítes sans synchronisateur, l'engagement du rapport n'est opéré que lorsque les tours du primaire de la boíte ont atteint le régime requis)
  • 4) Dans une quatrième étape, le module 400 demande au calculateur 500 le rétablissement du couple moteur et commande l'embrayage.
    • Le synoptique du système est représenté plus en détail sur la figure 3 annexée.
    Sur cette figure 3 on distingue, en plus des éléments décrits précédemment en regard de la figure 2, les éléments suivants :
    • un afficheur 410 associé au module 400 pour visualiser, à l'attention du conducteur, le rapport de boite engagé,
    • une pédale d'accélération 520 associée à un capteur de position 522 relié au module 400 et au calculateur 500,
    • un bloc hydraulique de puissance 212 associé à des capteurs 214 de pression/niveau d'huile reliés au module 400 et des électrovalves de contrôle 216 pilotées par le module 400 et qui commandent les actionneurs 200, 202 et 204,
    • des capteurs de position 206 associés à ces actionneurs 200, 204 et 206 et reliés au module 400 pour contrôler la position réelle des actionneurs,
    • des capteurs de rotation 102 placés en entrée et en sortie de la boíte de vitesses 100 et reliés au module 400 et
    • un moyen d'interface 530 placé entre le calculateur 500 et le moteur 110, pour transformer la sortie électrique du calculateur 500 en une commande d'ouverture du volet de contrôle d'arrivée d'air (papillon).
    Le fonctionnement général du système qui vient d'être décrit est le suivant.
    Le levier de vitesse 320, activé par le conducteur, transmet la requête du conducteur au calculateur 400, via les capteurs 340. Aprés avoir analysé la légitimité de la demande du conducteur, le module 400 procède au changement de rapport ainsi demandé.
    Le module 400 commande les électrovalves 216 de contrôle de l'embrayage, sélection et engagement, et dialogue avec le calculateur 500 de contrôle moteur pour la gestion appropriée du couple et du régime moteur pendant le changement de vitesse.
    Les commandes sont confirmées par les capteurs 206 de position sur les vérins 200, 202 et 204, et les capteurs 102 et 120 de vitesses de rotation moteur, entrée et sortie de boíte 100.
    Le rapport absolu engagé dans la boíte 100 est visualisé sur l'afficheur 410.
    On va maintenant préciser trois caractéristiques additionnelles importantes de la présente invention.
    Selon une première de ces caractéristiques additionnelles de l'invention, le module 400 possède des moyens 420 adaptés pour piloter un mode de fonctionnement automatique du changement des rapports de la boite de vitesses 100. Lorsque les moyens 420 sont activés, les passages de vitesse ou changement de rapport de boíte sont initiés et déclenchés par le module 400 lui même et non pas par le conducteur.
    Pour celà les moyens 420 comprennent de préférence une mémoire qui stocke les informations nécessaires pour assurer les changements de rapport de boíte, en particulier les cartographies des passages en fonction de la position de la pédale d'accélération 520, le régime moteur et la vitesse du véhicule.
    La qualité du passage de vitesse dans ce mode de fonctionnement en automatique tient compte du fait que le système agit sur une boíte de vitesses mécanique traditionnelle avec des rapports discrets.
    On a représenté sur la figure 5 annexée, un exemple non limitatif de cartographie, contenue dans les moyens 420, de passage de rapport de boíte en fonction de la position de la pédale d'accélération 520, du régime moteur, et de la vitesse du véhicule. Sur la figure 5, les courbes de changement de rapport sont représentées en traits épais, tandis que les courbes de rapport de boíte sont représentées en traits fins.
    Lorsque le système est placé en mode automatique de fonctionnement, les rapports de vitesses passent automatiquement sans l'intervention du conducteur selon les cartographies représentées sur la figure 5.
    Il peut s'agir de cartographies, classiques pour l'homme de l'art, de boíte de vitesses automatique.
    Les moyens 420 du module 400 permettent de préférence le stockage de trois familles de cartographies fixes correspondant à des conditions de conduite : économique, confort et sport mais ne permettent pas une gestion auto-adaptative de celles-ci. La sélection entre ces trois familles de cartographie est faite par le conducteur, par exemple à l'aide d'un bouton de sélection.
    Les valeurs numériques données sur la figure 5 doivent être considérées uniquement à titre d'exemple. En pratique, les courbes doivent être définies spécifiquement pour chaque application. (type de véhicule).
    Plus précisément le passage en mode automatique peut se faire a) soit manuellement à l'aide d'une commande 322 à disposition du conducteur, b) soit automatiquement.
    La commande 322 mise à disposition du conducteur est de préférence formée d'un bouton monostable, placé par exemple sur le levier 320. Par l'activation de cette commande 322, le conducteur peut décider du passage en mode automatique.
    De préférence l'activation de la commande 322 définit un régime automatique transitoire. C'est à dire que le module 400 acquiert le pilotage automatique du changement de vitesses uniquement aprés activation de la commande 322. Par ailleurs le module 400 maintient le mode de fonctionnement automatique tant que le conducteur n'agit pas sur le levier 320 de commande de changement de vitesse et supprime ce mode de fonctionnement automatique lors d'un tel actionnement du levier 320.
    L'organigramme correspondant à un tel mode de fonctionnement en automatique demandé par le conducteur est illustré schématiquement sur la figure 4 annexée.
    On comprend à l'examen de cet organigramme que le passage du mode automatique en mode "manuel", c'est à dire piloté par le levier 320 se fait uniquement à l'initiative du conducteur. Dés que le conducteur agit sur le levier 320, le module 400 passe en mode manuel, commandant l'engagement de la vitesse supérieure ou de la vitesse inférieure à celle dans laquelle se trouvait la boite 100 en mode automatique. Les commandes Point Mort ou Marche Arrière agissent aussi immédiatement (pour passer par conséquent du mode automatique en mode normal) si les conditions de passage sont réunies. Toutefois il existe une exception à la règle ci-dessus : lorsque le véhicule est à l'arrêt ou que des manoeuvres de stationnement sont effectuées à partir de cette position d'arrêt, le système reste en mode automatique malgré les interventions du conducteur sur le levier pour sélectionner une marche avant ou un marche arrière.
    En variante on peut également passer du mode automatique au mode manuel par sollicitation de la commande 322 (bouton monostable par exemple).
    L'avantage de l'utilisation d'un bouton monostable pour la commande du mode automatique est notamment que le conducteur ne doit pas effectuer plusieurs manoeuvres pour revenir en mode manuel.
    Lorsque le conducteur quitte le mode automatique, le module 400 abandonne un éventuel changement de vitesse qui serait en train de s'effectuer au moment de l'actionnement du levier 320.
    De préférence à la coupure de la clé de contact le système conserve le mode de fonctionnement existant précédemment.
    Le passage automatique en mode de fonctionnement automatique est décidé par un sous ensemble des moyens 420 lorsque le module 400 ne reconnait plus les demandes émanant du conducteur, exprimées par l'actionnement du levier 320.
    Dans ce cas le mode automatique est de préférence un mode dégradé de fonctionnement dans lequel le module 400 limite les autorisations de changements de rapports de boíte, par exemple en autorisant uniquement les passages jusqu'au 3ème rapport pour une boite à 5 vitesses. Un tel mode dégradé est notamment une incitation pour le conducteur à se rendre dans un atelier de maintenance pour identifier et réparer les causes du défaut de reconnaissance des ordres issues des transducteurs 340.
    Selon une seconde de ces caractéristiques additionnelles de l'invention, le module 400 possède des moyens 430 adaptés pour commander l'engagement automatique de la première vitesse lorsque le système détecte l'arrêt du véhicule, moteur 110 tournant, avec un rapport de boite différent de la position point mort ou marche arrière.
    Ces moyens 430 permettent notamment lors d'un arrêt, par exemple à un feu de signalisation tricolore, un démarrage immédiat, modulé par la pédale d'accélération 520.
    De préférence le système comprend en outre un dispositif 440, par exemple un dispositif acoustique, adapté pour avertir le conducteur de situations dangereuses, par exemple du type véhicule à l'arrêt, moteur tournant avec la première engagée et porte du véhicule ouverte.
    Le système considère que le véhicule est à l'arrêt lorsque le régime moteur (détecté par le capteur 120) et les régimes en entrée et en sortie de boite 100 (détectés par les capteurs 102) sont en dessous d'un seuil minimum pendant un temps prédéfini T.
    Ce paramètre T est configurable différemment selon la présence ou non d'un système ABS.
    Lorsque le véhicule n'est pas doté d'un système ABS, le temps T sera plus long pour ne pas confondre l'arrêt du véhicule avec une période de patinage roues bloquées sur glace par exemple.
    Selon un mode typique de mise en oeuvre, les moyens 430 sont adaptés pour commander l'engagement automatique de la première vitesse lorsque :
    • le levier 320 est en position de repos, et
    • le système n'est pas en mode automatique de fonctionnement, et
    • le rapport de vitesse engagé est un rapport qui correspond à une vitesse supérieure à la première, et
    • le régime moteur est supérieur à un seuil, par exemple 400tr/min, et
    • le régime de l'arbre primaire de la boite 100 est inférieur à un seuil, par exemple 200tr/min, et
    • le régime de l'arbre de sortie du différentiel est inférieur à un seuil, par exemple 50tr/min.
    Les moyens 430 commandent l'engagement de la première vitesse en pilotant successivement :
    • le dégagement de l'ancien rapport (vitesse 2 à 5),
    • la sélection du rang contenant la première vitesse, et
    • l'engagement de la première vitesse.
    Pendant toutes ces opérations, l'embrayage reste ouvert.
    Selon une troisième de ces caractéristiques additionnelles de l'invention, le module 400 possède des moyens 450 adaptés pour détecter un mode basse adhérence des roues du véhicule et imposer, lors d'une telle détection, une gestion par le module 400 apte à assurer des variations minimum du couple moteur transmis aux roues.
    De préférence les moyens 450 réalisent cette gestion par une paramétrisation différente des lois de :
    • décharge du couple moteur demandée au calculateur 500 avant le changement de rapport,
    • le débrayage avant le changement de rapport,
    • l'embrayage aprés le changement de rapport,
    • la remise du couple moteur demandé au calculateur 500 aprés le changement de rapport, et
    • l'embrayage lors du démarrage du véhicule.
    En outre les moyens 450 sont de préférence adaptés pour imposer automatiquement le passage de la seconde vitesse à l'arrêt du véhicule lorsque des conditions de basse adhérence sont détectées.
    Il faut noter que le temps de changement de vitesse avec le processus précité est augmenté. Néanmoins le temps de perte de traction lors du changement de vitesse reste inchangé car ce temps concerne uniquement les actionnements : dégagement, sélection, engagement, qui n'influent pas sur les variations du couple moteur transmis.
    Les temps de décharge/remise du couple et débrayage/embrayage seront plus longs par rapport au mode adhérence normale et différents (plus longs) en rétrogrades par rapport aux changements de vitesse montants.
    Le passage en mode basse adhérence peut se faire soit a) manuellement, par actionnement d'une commande appropriée 323 par le conducteur, soit b) automatiquement.
    La commande 323 est formée de préférence d'un bouton bistable à deux positions : une première position correspondant à un mode de fonctionnement basse adhérence et une deuxième position correspondant à un mode de fonctionnement normal.
    Lorsque les moyens 450 détectent le passage de la commande 323 en première position, c'est-à-dire qu'ils détectent le mode dit basse adhérence des roues, ils initient directement la gestion apte à assurer des variations minimum du couple moteur transmis aux roues.
    Les moyens 450 possèdent un sous ensemble adapté pour détecter une situation "roues bloquées", par exemple par scrutation d'une sortie correspondante sur un calculateur ABS, et piloter en conséquence automatiquement le passage en mode basse adhérence.
    A partir d'un mode basse adhérence, le retour en mode adhérence normale peut se faire soit a) manuellement à l'aide de la commande 323 (pour celà le conducteur agit sur le bouton 323 pour le ramener en deuxième position) , soit b) automatiquement (dans ce cas le module 400 ramène automatiquement le système en mode normal lorsque il ne reçoit plus de signal "roues bloquées"),
    De préférence l'embrayage associé au moteur 110 est contrôlé en boucle fermé par le module 400 selon un algorithme de type PI (Proportionnel Intégral), conforme au schéma de contrôle illustré sur la figure 6.
    En référence à la figure 6, on appelle :
    • Δω· rif : une consigne à atteindre, égale à la différence dérivée entre un régime moteur de consigne ωmot et le régime de consigne de l'arbre primaire de la boíte ω1 ; la valeur Δω· rif correspond à un paramètre imposé au système par le module 400 en fonction de la position de la pédale d'accélérateur et du changement de rapport en cours,
    • X· rif: la position dérivée du vérin d'embrayage 204. C'est un paramètre imposé au système (objectif à atteindre) en fonction de la position de la pédale d'accélérateur et du changement de rapport en cours.
      PI : l'algorithme de contrôle de type PI
      i : le courant de commande de l'électrovalve d'embrayage
      EV : l'électrovalve d'embrayage
      X mesuré : la position du vérin d'embrayage 204 mesurée par capteur de position associée à celui-ci,
      ωMOT mesuré : le régime moteur mesuré
      ω1 mesuré : le régime arbre primaire mesuré
      Δω· mesuré : la différence dérivée du régime moteur mesuré et du régime arbre primaire mesuré.
    Comme on le voit sur la figure 6, la boucle d'asservissement d'embrayage comprend :
    • un additionneur 401 qui assure la sommation des paramètres précités Δω· mesuré,
    • un module de calcul 402 qui intègre le signal de sortie de l'additionneur 401 jusqu'à une limite X· rif max, et fournit à sa sortie le signal X· rif,
    • un additionneur 403 qui assure la sommation entre les signaux X· rif et X· mesuré (ce dernier étant égal à la dérivée du signal X mesuré généré par le capteur associé au vérin d'embrayage 204),
    • un module de calcul 404 qui applique l'algorithme de contrôle de type PI au signal issu de l'additionneur 403, et génère à sa sortie le courant i de commande de l'électrovalve d'embrayage,
    • l'électrovalve EV piloté par le courant i,
    • le vérin d'embrayage 204, équipé du capteur de position délivrant le signal X mesuré,
    • un module de calcul 405 qui calcule la dérivée X· mesuré du signal généré par ce capteur, et
    • un module de calcul 406 qui calcule la différence dérivée Δω· mesuré entre le régime moteur mesuré ωMOT mesuré et le régime arbre primaire mesuré ω1.
    Le mode basse adhérence est obtenu en donnant des valeurs adéquates aux paramètres Δω· rif et X· rif de manière à ce que l'embrayage se ferme plus lentement et à assurer des variations minimum du couple moteur transmit aux roues.

    Claims (28)

    1. Système à boíte de vitesses mécanique robotisée comprenant des moyens (430) adaptés pour détecter une situation de véhicule à l'arrêt en détectant lorsque le régime moteur (120) et les régimes en entrée et en sortie de boíte (100) sont en dessous d'un seuil minimum pendant un temps prédéfini (T) et pour commander l'engagement automatique de la première vitesse lorsque le système détecte l'arrêt du véhicule, moteur (110) tournant, avec un rapport de boíte différent de la position point mort ou marche arrière.
    2. Système selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif (440) de signalisation adapté pour avertir le conducteur de situations dangereuses.
    3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif (440) de signalisation adapté pour avertir le conducteur de situations dangereuses du type véhicule à l'arrêt, moteur tournant avec la première engagée et porte du véhicule ouverte.
    4. Système selon l'une des revendications 2 ou 3 caractérisé par le fait que le dispositif (440) de signalisation est un dispositif acoustique.
    5. Système selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que le temps prédéfini (T) est configurable différemment selon la présence ou non d'un système ABS.
    6. Système selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif (430) de commande adapté pour commander l'engagement automatique de la première vitesse lorsque :
      un levier de commande (320) est en position de repos, et
      le système n'est pas en mode automatique de fonctionnement, et
      le rapport de vitesse engagé est un rapport qui correspond à une vitesse supérieure à la première, et
      le régime moteur est supérieur à un seuil, et
      le régime de l'arbre primaire de la boíte (100) est inférieur à un seuil, et
      le régime de l'arbre de sortie du différentiel est inférieur à un seuil.
    7. Système selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de commande (420) adaptés pour piloter un mode de fonctionnement automatique du changement des rapports de la boíte de vitesses (100).
    8. Système selon la revendication 7 caractérisé par le fait que les moyens de commande (420) comprennent une mémoire qui stocke les informations nécessaires pour assurer les changements de rapport de boíte.
    9. Système selon l'une des revendications 7 ou 8 caractérisé par le fait que les moyens de commande (420) comprennent une mémoire qui stocke les cartographies des passages de vitesse en fonction notamment de la position de la pédale d'accélération (520), le régime moteur et la vitesse du véhicule.
    10. Système selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les moyens de commande (420) stockent plusieurs cartographies de passage des vitesses, sélectionnables par le conducteur.
    11. Système selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé par le fait que les moyens de commande (420) stockent trois cartographies correspondant respectivement à une conduite économique, confort et sport, sélectionnables par le conducteur.
    12. Système selon l'une des revendications 9 à 11 caractérisé par le fait que les moyens de commande (420) comprennent une commande (322) mise à disposition du conducteur pour initier un mode de fonctionnement automatique et le cas échéant un passage de mode automatique en mode manuel.
    13. Système selon la revendication 12 caractérisé par le fait que la commande (322) mise à disposition du conducteur est formée d'un bouton monostable.
    14. Système selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé par le fait que la commande (322) est placée sur un levier (320) de commande de changement de rapport de boíte de vitesses.
    15. Système selon l'une des revendications 12 à 14 caractérisé par le fait que la commande (322) mise à disposition du conducteur définit un régime automatique transitoire.
    16. Système selon l'une des revendications 12 à 15 caractérisé par le fait que la commande (322) mise à disposition du conducteur définit un régime automatique transitoire dans lequel un module (400) de commande maintient le mode de fonctionnement automatique tant que le conducteur n'agit pas sur un levier (320) de commande de changement de vitesse ou sur la commande (322) et supprime ce mode de fonctionnement automatique lors d'un tel actionnement du levier (320) ou de la commande (322).
    17. Système selon l'une des revendications 1 à 16 caractérisé par le fait qu'il comprend un sous ensemble adapté pour imposer un mode de fonctionnement automatique lorsqu'il ne reconnait plus les demandes émanant du conducteur, exprimées par l'actionnement d'un levier (320).
    18. Système selon la revendication 17 caractérisé par le fait que le sous ensemble est adapté pour imposer un mode dégradé de fonctionnement limitant les autorisations de changements de rapports de boíte.
    19. Système selon l'une des revendications 1 à 18 caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (450) adaptés pour gérer et détecter un mode basse adhérence des roues du véhicule et imposer lors d'une telle détection une gestion apte à assurer des variations minimum du couple moteur transmis aux roues.
    20. Système selon l'une des revendications 1 à 19 caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (450) adaptés pour détecter un mode basse adhérence des roues du véhicule et imposer lors d'une telle détection une gestion apte à assurer des variations minimum du couple moteur transmis aux roues par une paramétrisation différente des lois de :
      décharge du couple moteur demandée à un calculateur (500) de contrôle moteur avant les changements de rapport,
      le débrayage avant les changements de rapport,
      l'embrayage aprés les changements de rapport,
      la remise du couple moteur demandé au calculateur (500) après les changements de rapport, et
      l'embrayage lors du démarrage du véhicule.
    21. Système selon l'une des revendications 1 à 20 caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (450) adaptés pour détecter un mode basse adhérence des roues du véhicule et imposer automatiquement le passage de la seconde vitesse à l'arrêt du véhicule lorsque des conditions de basse adhérence sont détectées.
    22. Système selon l'une des revendications 19 à 21 caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (323) à actionnement manuel aptes à activer des moyens (450) adaptés pour détecter un mode basse adhérence des roues du véhicule et imposer lors d'une telle détection une gestion apte à assurer des variations minimum du couple moteur transmis aux roues.
    23. Système selon la revendication 22 caractérisé par le fait que les moyens (323) à actionnement manuel sont formés d'un bouton bistable à deux positions : une première position correspondant à un mode de fonctionnement basse adhérence et une deuxième position correspondant à un mode de fonctionnement normal.
    24. Système selon l'une des revendications 19 à 23 caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour détecter une situation "roues bloquées" et activer alors automatiquement des moyens (450) adaptés pour imposer une gestion apte à assurer des variations minimum du couple moteur transmis aux roues.
    25. Système selon la revendication 24 caractérisé par le fait que les moyens pour détecter une situation "roues bloquées" procèdent par scrutation d'une sortie correspondante sur un calculateur ABS.
    26. Système selon l'une des revendications 1 à 25, caractérisé par le fait que l'embrayage est contrôlé en boucle fermé par un algorithme de type proportionnel intégral.
    27. Système selon l'une des revendications 1 à 26, caractérisé par le fait que la boucle de contrôle de l'embrayage comprend :
      un additionneur (401) qui assure la sommation d'une part, d'une consigne Δω· rif égale à la différence dérivée entre un régime moteur de consigne et le régime de consigne de l'arbre primaire de la boíte de vitesse,
      un module (402) qui intègre le signal de sortie de l'additionneur précité (401) jusqu'à une limite X· rif max,
      un additionneur (403) qui assure la sommation entre la sortie du module de calcul précité et la dérivée d'un signal généré par un capteur associé au vérin d'embrayage (204),
      un module de calcul (404) qui applique un algorithme de contrôle de type proportionnel intégral au signal issu de l'additionneur (403) précité et génère à sa sortie un courant i de commande de l'électrovalve d'embrayage,
      l'électrovalve d'embrayage (EV),
      le vérin d'embrayage (204),
      un module (405) qui calcule la dérivée du signal généré par le capteur associé au vérin d'embrayage (204), et
      un module de calcul (406) qui calcule la différence (Δω·) dérivée entre le régime moteur mesuré (ωMOT) et le régime arbre primaire mesuré (ω1).
    28. Système selon la revendication 27 prise en combinaison avec l'une des revendications 21 à 25, caractérisé par le fait que le mode basse adhérence est obtenu en donnant des valeurs adéquates aux paramètres d'entrée (Δω· rif) du premier additionneur (401) et (X· rif) de sortie du premier module de calcul (402) de manière à ce que l'embrayage se ferme lentement et à assurer des variations minimum du couple moteur transmis aux roues.
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